CN102735745A - 多探头磁记忆检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，包括：多个连接在一起并沿主轴的周向布置的基体块，基体块上设置有沿其厚度方向延伸的螺纹通孔；和，设置在基体块上并穿过螺纹通孔的探头，探头的头部设置在靠近主轴的一端；相邻的两个基体块均通过连接块可拆卸地相连，连接块包括两块成一定角度对接在一起的连接板。由于相邻的两个基体块均通过连接块可拆卸地相连，基体块之间为分离式结构，在不使用上述检测装置时，将基体块之间拆开存放在箱子里，便于携带到现场，待需要应用时，再重新将基体块通过连接块组装在一起即可。故，本发明提供的多探头磁记忆检测装置便于携带。

Description

多探头磁记忆检测装置

技术领域

本发明涉及轴类零件检测技术领域，更具体地说，涉及一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹。

背景技术

随着制造技术快速发展、机床功能复合化以及零部件加工对机床效率及精度的要求不断提高，我国量大面广的传统老旧或技术相对落后的机床设备将面临技术性或功能性淘汰及报废，从而导致出现一大批废旧或闲置机床设备资源。机床再制造是一种基于废旧机床资源的机床制造新模式，对于废旧机床设备资源的高效循环再利用及其制造能力的跨越式再提升具有重要意义。

机床主轴作为机床中重要的一部分，如果能够进行再利用，将会大大节省资源。在对退役机床主轴进行再制造前，对其进行剩余寿命的检测是必须的步骤，因此如何对退役机床主轴部件的剩余寿命进行评估和检测就显得尤为重要。

由于退役机床主轴部件在先前的工作过程中承受着弯扭、拉伸、压缩等较为复杂的载荷，且载荷历程比较复杂，可能会导致主轴部件表面和内部产生各种不同形式的损伤。同时，由于主轴部件承受的复杂载荷一般为周期性循环载荷，所以其造成的损伤多为疲劳损伤，具体表现形式为疲劳裂纹的产生。故，如何能准确而快速的检测出疲劳裂纹，从而对主轴部件的剩余寿命进行评估和检测是一个不可忽视的问题。

传统的无损检测方法，如超声波、磁粉、渗透、涡流、射线虽已经广泛应用，但其局限于只能检测已形成的宏观缺陷或表面的损伤，不能发现和预测疲劳裂纹的扩展趋势；且很多传统检测方法需要对被检测件做专门处理，检测过程比较繁琐，不满足于快速检测的要求。

为了发现轴类部件上发生的疲劳裂纹和预测其疲劳裂纹的扩展趋势，目前，本领域技术人员设计了一种多探头磁记忆检测装置，该检测装置通过金属磁记忆检测技术检测主轴上的疲劳裂纹。金属磁记忆检测技术利用处于地球磁场中的铁磁性金属的磁性能在应力和变形集中区内产生不可逆变化，在金属与空气边界出现磁导率跃变，其表面产生漏磁场，检测该漏磁场信号便可无损、快速、便捷、准确地确定铁磁性金属结构上的应力集中和变形区，即设备上最危险的区段和部位，进而发现主轴上的疲劳裂纹和预测其扩展趋势，从而进行强度和寿命的诊断。与传统的无损检测方法相比，不仅能够检测出铁磁材料的塑性变形及宏观裂纹，更能有效检测铁磁材料早期应力集中的危险区域。

但是，现有技术中在北京理工大学机械与车辆工程学院发表的《多探头磁记忆检测装置的设计与研制》一文中提到的多探头磁记忆检测装置为整体式结构，不便于携带。其次，该检测装置检测的角度范围固定不变，且能检测的主轴直径的范围受限，通用性差。

此外，由于现有的多探头磁记忆检测装置的发射模块与信号处理部分通过接线相连，在检测的过程中，接线会对探头的移动和旋转造成不便。同时，上述检测装置不具有轴线方向移动机构，当检测完一段主轴需要检测另外一段时，不便于该检测装置沿主轴的轴线方向的移动。

综上所述，如何提供一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，以便于携带，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，以便于携带。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，包括：

多个连接在一起并沿主轴的周向布置的基体块，所述基体块上设置有沿其厚度方向延伸的螺纹通孔；和

设置在所述基体块上并穿过所述螺纹通孔的探头，所述探头的头部设置在靠近所述主轴的一端；

相邻的两个所述基体块均通过连接块可拆卸地相连，所述连接块包括两块成一定角度对接在一起的连接板。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述基体块与所述连接板通过定位销定位，并通过螺栓固定相连。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，两块所述连接板成120°角对接。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述连接板的对接处还设置有朝所述主轴方向延伸的支撑凸起；且所述多探头磁记忆检测装置还包括与所述支撑凸起相连的小轮安装底座和设置在所述小轮安装底座上并可沿所述主轴的轴线方向旋转的小轮。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述小轮安装底座与所述支撑凸起之间通过轴承相连，且所述小轮还可沿所述主轴的周向旋转。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置的发射模块设置在所述探头的尾部，且所述发射模块为无线发射模块。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述头部还设置有用于检测所述探头距离所述主轴表面的距离的位移传感器。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述探头与所述螺纹通孔之间通过双螺纹粗调螺母相配合。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述螺纹通孔为3个。

优选的，上述多探头磁记忆检测装置中，所述基体块沿所述主轴的120°周向布置。

本发明提供的多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，包括：多个连接在一起并沿主轴的周向布置的基体块，基体块上设置有沿其厚度方向延伸的螺纹通孔；和设置在基体块上并穿过螺纹通孔的探头，探头的头部设置在靠近主轴的一端；相邻的两个基体块均通过连接块可拆卸地相连，连接块包括两块成一定角度对接在一起的连接板。

由于相邻的两个基体块均通过连接块可拆卸地相连，基体块之间为分离式结构，在不使用上述检测装置时，将基体块之间拆开存放在箱子里，便于携带到现场，待需要应用时，再重新将基体块通过连接块组装在一起即可。故，本发明提供的多探头磁记忆检测装置便于携带。

此外，当需要检测主轴上不同的周向角度时，可以选择不同数量的基体块组装成需要的角度，该检测装置的检测角度范围不受限定，检测范围广；而且，还可以根据需要检测的主轴直径大小的不同选择不同尺寸的基体块进行组合；当主轴直径较大时，可以使用尺寸较大的基体块；当主轴为细长轴时，可以使用尺寸较小的基体块，扩大了其检测主轴直径的范围，提高了通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多探头磁记忆检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基体块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的探头的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的连接块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的小轮安装底座的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的小轮的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的双螺纹粗调螺母的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的定位销的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的螺栓的结构示意图。

上图1-9中：

基体块1、螺纹通孔11、销孔12、探头2、头部21、尾部22、连接块3、支撑凸起31、连接板32、小轮安装底座4、小轮5、双螺纹粗调螺母6、定位销7、螺栓8、倾斜面81。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，便于携带。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-9，本发明实施例提供的多探头磁记忆检测装置包括多个连接在一起并沿主轴的周向布置的基体块1，基体块1上设置有沿其厚度方向延伸的螺纹通孔11；设置在基体块1上并穿过螺纹通孔11的探头2，探头2的头部21设置在靠近主轴的一端，探头2为中空结构，该中空结构用于穿连接线用，其外部设置有螺纹；相邻的两个基体块1均通过连接块3可拆卸地相连，连接块3包括两块成一定角度对接在一起的连接板32；具体的，两块连接板32采用整体制造的方法将两块连接板32制成一体式结构。

由于相邻的两个基体块1均通过连接块3可拆卸地相连，基体块1之间为分离式结构，在不使用上述检测装置时，将基体块1之间拆开存放在箱子里，便于携带到现场，待需要应用时，再重新将基体块1通过连接块3组装在一起即可。故，本发明实施例提供的多探头磁记忆检测装置便于携带。

此外，当需要检测主轴上不同的周向角度时，可以选择不同数量的基体块1组装成需要的角度，该检测装置的检测角度范围不受限定，检测范围广；而且，还可以根据需要检测的主轴直径大小的不同选择不同尺寸的基体块1进行组合；当主轴直径较大时，可以使用尺寸较大的基体块；当主轴为细长轴时，可以使用尺寸较小的基体块，扩大了其检测主轴直径的范围，提高了通用性。

优选的，上述实施例提供的多探头磁记忆检测装置中，基体块1与连接板32通过定位销7定位，并通过螺栓8固定相连；其中，相邻螺栓8的头部相对的位置上分别设置有相贴合的倾斜面81，解决了实际安装过程中两个螺栓8相互干扰的问题。基体块1与连接板32相对应的位置均设置销孔12，通过将定位销7插入到销孔12中将基体块1与连接板32预连接在一起，便于螺栓8对两者进行紧固。当然，基体块1与连接板32还可以通过其他可拆卸的结构连接在一起。

具体的，上述实施例提供的多探头磁记忆检测装置中，两块连接板32成120°角对接。当然，根据主轴直径和检测角度的不同，两块连接板32还可以对接成150°或者其他的角度。

进一步的，连接板32的对接处还设置有朝主轴方向延伸的支撑凸起31；且上述多探头磁记忆检测装置还包括与支撑凸起31相连的小轮安装底座4和设置在小轮安装底座4上并可沿所述主轴的轴线方向旋转的小轮5。

上述实施例提供的多探头磁记忆检测装置中，小轮安装底座4与支撑凸起31之间通过轴承相连，且小轮5还可沿主轴的周向旋转。此时，上述轴承使小轮安装底座4设置在支撑凸起31上并能够沿支撑凸起31的轴线旋转，可旋转的小轮安装底座4带动小轮5沿支撑凸起31的轴线旋转，从而实现了小轮5沿主轴周向的旋转。

优选的，小轮5为万向滑轮，使得探头2可以借助于小轮5实现圆周方向和轴线方向的任意旋转运动；当检测主轴上不同的轴向位置时，直接令基体块1随着小轮5滑动到相应的检测位置即可；小轮5发挥着轴线方向移动机构的作用，便于检测装置沿主轴的轴线方向的移动，从而实现对整个主轴进行检测，提高了检测效率。

为了进一步优化上述实施方式，上述实施例提供的多探头磁记忆检测装置的发射模块设置在探头2的尾部22，且发射模块为无线发射模块。由于本发明实施例提供的多探头磁记忆检测装置通过无线发射模块将将数据信号发送给后端信号处理装置，后端信号处理装置与探头2之间为无线传输，没有接线连接，不会对探头2的移动和旋转造成不便，能够由检测人员自由调整角度。

为了便于调整探头2距离主轴表面的距离，探头2的头部21还设置有用于检测探头2距离主轴表面的距离的位移传感器，该位移传感器通过穿过上述中空结构的连接线与发射模块相连，在上述多探头磁记忆检测装置工作的过程中，位移传感器可以检测探头2距离主轴表面的距离，如果探头2与主轴表面之间的距离太大或太小，都可通过调节探头2旋入螺纹通孔11的位置，来使探头2距离主轴表面的距离达到检测传感器能检测到的距离范围内。

为了进一步优化上述实施方式，探头2与螺纹通孔11之间通过双螺纹粗调螺母6相配合。双螺纹粗调螺母6具有内螺纹和外螺纹，其外螺纹与螺纹通孔11相配合，内螺纹与探头2上的螺纹相配合，探头2设置在双螺纹粗调螺母6的内螺纹孔中。该检测装置在检测不同段直径时，可以根据探头2处的位移传感器来检测探头2距离主轴表面的距离，然后通过双螺纹粗调螺母6进行粗调或微调；如果显示的探头2与主轴表面之间的距离太大，则通过双螺纹粗调螺母6迅速调节探头2至轴类零件表面的距离，在达到主轴表面一定距离范围内时可以通过单独调节探头2在内螺纹孔中的实现微调，直到满足要求为止。此时，上述多探头磁记忆检测装置还可以通过双螺纹粗调螺母6的粗调和微调来适应阶梯轴的检测。

为了便于检测不同位置的主轴表面的磁场分布，上述实施例提供的多探头磁记忆检测装置中，螺纹通孔11为3个。根据检测位置的不同选择上述三个螺纹通孔11中最适当的一个，然后将探头2设置在该螺纹通孔11中，扩大了其检测范围。

上述实施例提供的多探头磁记忆检测装置中，基体块1沿主轴的120°周向布置。该多探头磁记忆检测装置每次能够检测直径的120°范围，检测一段直径需要利用上述多探头磁记忆检测装置在圆周方向检测三次。上述基体块1还可以沿主轴的90°周向布置，这样可以通过四次检测完成；同样基体块1还可以组装成180°、270°的检测角度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多探头磁记忆检测装置，用于检测退役机床主轴的疲劳裂纹，包括：

多个连接在一起并沿主轴的周向布置的基体块（1），所述基体块（1）上设置有沿其厚度方向延伸的螺纹通孔（11）；和

设置在所述基体块（1）上并穿过所述螺纹通孔（11）的探头（2），所述探头（2）的头部（21）设置在靠近所述主轴的一端；

其特征在于，相邻的两个所述基体块（1）均通过连接块（3）可拆卸地相连，所述连接块（3）包括两块成一定角度对接在一起的连接板（32）。

2.根据权利要求1所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，所述基体块（1）与所述连接板（32）通过定位销（7）定位，并通过螺栓（8）固定相连。

3.根据权利要求2所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，两块所述连接板（32）成120°角对接。

4.根据权利要求2所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，所述连接板（32）的对接处还设置有朝所述主轴方向延伸的支撑凸起（31）；且所述多探头磁记忆检测装置还包括与所述支撑凸起（31）相连的小轮安装底座（4）和设置在所述小轮安装底座（4）上并可沿所述主轴的轴线方向旋转的小轮（5）。

5.根据权利要求4所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，所述小轮安装底座（4）与所述支撑凸起（31）之间通过轴承相连，且所述小轮（5）还可沿所述主轴的周向旋转。

6.根据权利要求1所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，该检测装置的发射模块设置在所述探头（2）的尾部（22），且所述发射模块为无线发射模块。

7.根据权利要求6所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，所述头部（21）还设置有用于检测所述探头（2）距离所述主轴表面的距离的位移传感器。

8.根据权利要求7所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，所述探头（2）与所述螺纹通孔（11）之间通过双螺纹粗调螺母（6）相配合。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述螺纹通孔（11）为3个。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的多探头磁记忆检测装置，其特征在于，所述基体块（1）沿所述主轴的120°周向布置。

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